飛機(jī)的飛行原理

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1、飛機(jī)的飛行原理第一章空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)一、空氣的物理參數(shù)二、空氣的物理性質(zhì)三、大氣分層四、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣五、氣流特性空氣也叫“大氣”，包圍地球的空氣層也叫大氣層。空氣是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的混合性氣體，是由不同成分的氣體分子所組成的，主要成分為氮、氧、二氧化碳、氫、氬、氖、氦等，其中主要為氮和氧?？諝獍大w積計(jì)算，氮約占總體積的78％，氧約占總體積的21％。空氣按質(zhì)量計(jì)算，氮約占總質(zhì)量的76.5％，氧約占總質(zhì)量的23.1％。空氣是飛機(jī)的飛行介質(zhì)。隨著高度的增加，空氣的密度、溫度、壓力、音速和空氣的物理參數(shù)和性質(zhì)也隨著變化，影響著飛機(jī)飛行中的空氣動(dòng)力性能、發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)、飛機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)連接間隙的

2、變化和飛機(jī)的座艙環(huán)境的控制等。基于上述原因，在討論飛機(jī)的飛行原理之前，首先要對(duì)空氣的物理參數(shù)和基本性質(zhì)、大氣的分層和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣、氣流特性及氣流流動(dòng)的基本規(guī)律、附面層等有所了解，作為了解和掌握飛機(jī)飛行原理的基礎(chǔ)。一、空氣的物理參數(shù)空氣的密度、溫度和壓力是確定空氣狀態(tài)的三個(gè)主要參數(shù)，飛機(jī)空氣動(dòng)力的大小和飛機(jī)飛行性能的好壞，都與這三個(gè)參數(shù)有關(guān)。1、空氣的密度空氣的密度是指單位體積內(nèi)空氣的質(zhì)量，取決于空氣分子數(shù)的多少。即：ρ＝m/V公式中：ρ為空氣的密度，單位是“千克/米3”；m為空氣的質(zhì)量，單位是“千克”；V為空氣的體積，單位是“米3”?？諝獾拿芏却螅f(shuō)明單位體積內(nèi)空氣的分子數(shù)多，我們稱(chēng)為空氣

3、稠密；空氣的密度小，說(shuō)明單位體積內(nèi)空氣的分子數(shù)少，我們稱(chēng)為空氣稀薄。大氣的密度隨高度的增加而減小。2、空氣的溫度空氣的溫度是指空氣的冷熱程度?？諝鉁囟鹊母叩捅砻骺諝夥肿幼鞑灰?guī)則熱運(yùn)動(dòng)平均速度的大小?？諝鉁囟鹊母叩涂梢杂脺囟缺恚ㄓ?jì)）來(lái)測(cè)量?？諝獾臏囟纫话阌谩皌”來(lái)表示。我國(guó)和世界上大多數(shù)國(guó)家通常采用的是攝氏溫度，單位用攝氏度（℃）表示。西方的一些國(guó)家和地區(qū)采用的是華氏溫度，單位用華氏度（℉）表示。攝氏溫度（℃）和華氏溫度（℉）可以用下式進(jìn)行換算：℉＝9/5℃十32℃＝(℉—32)5/9例如：0℃為32℉；15℃為59℉。工程計(jì)算中經(jīng)常采用“絕對(duì)溫度”的概念，用“T”表示，單位用開(kāi)氏度（oK）表

4、示。當(dāng)空氣分子停止不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)時(shí)，即分子的運(yùn)動(dòng)速度為零時(shí)，我們把這時(shí)的溫度作為絕對(duì)溫度的零度。絕對(duì)溫度（T）與攝氏溫度（t）之間的關(guān)系可以用下列公式進(jìn)行換算：T＝t＋273絕對(duì)溫度的0oK等于攝氏溫度－273℃3、空氣的壓力空氣的壓力（也稱(chēng)氣壓）是指空氣的壓強(qiáng)，即單位面積上所承受空氣垂直方向的作用力。壓力的單位：1）工程單位：公斤/米2或公斤/厘米22）國(guó)際單位：帕斯卡(Pa：牛頓/米2)、大氣壓：1大氣壓＝10.13x104Pa3）水銀柱高：毫米水銀柱高（mmHg）在海平面上（H＝0）：1大氣壓＝760mmHg＝10.13牛頓/厘米24、空氣的密度、溫度、壓力之間

5、的關(guān)系1)空氣密度與溫度的關(guān)系癟了的兵兵球放在熱水里一燙，又會(huì)鼓圓起來(lái)，這表明一定質(zhì)量的空氣，如果保持壓力不變，當(dāng)溫度增高對(duì)，會(huì)引起空氣膨脹，體積變大，使密度減?。幌喾?，溫度降低時(shí)，空氣體積變小，密度增大。物質(zhì)的“熱脹冷縮”就是這個(gè)原理。2）空氣壓力和溫度的關(guān)系一定質(zhì)量的氣體，如保持體積(或密度)不變，溫度升高時(shí)，壓力會(huì)增大，比如炎熱的夏天，打足了氣的自行車(chē)車(chē)胎容易爆破；又如機(jī)務(wù)維修外場(chǎng)規(guī)定，冷氣瓶充滿壓縮空氣后，不能在外場(chǎng)爆曬，以防止爆炸，就是這個(gè)道理。3）空氣密度與壓力的關(guān)系用力壓皮球，皮球會(huì)癟下去，這表明一定質(zhì)量的空氣，如果保持溫度不變，當(dāng)壓力增大時(shí)，會(huì)使體積縮小，密度就會(huì)增大；相反，

6、當(dāng)壓力減少時(shí)，密度也隨之減少。4）氣體狀態(tài)方程式氣體壓力、密度、溫度三者間的變化關(guān)系，可以用氣體狀態(tài)方程式(簡(jiǎn)稱(chēng)氣態(tài)方程式)表示：P=RρT公式中：R為氣體常數(shù)，是一個(gè)有量剛的常數(shù)，其含義是指在等壓的情況下，溫度每升高1oK時(shí)，1千克的氣體膨脹所做的功。在海平面上，空氣的氣體常數(shù)R＝287．06(焦?fàn)枺Э恕K)。二、空氣的物理性質(zhì)1、空氣的粘性空氣粘性的物理實(shí)質(zhì)，是空氣分子作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，當(dāng)相鄰兩層空氣具有不同流速時(shí)，流得快的那層空氣分子的動(dòng)量大，它作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入小速度層，通過(guò)分子間的摻和碰撞，會(huì)增加該層分子的能量，從而牽動(dòng)該層空氣加速；速度小的那一層空氣分子，會(huì)碰入大速度層面，

7、使該層速度減小。這種相鄰兩層空氣的相互牽扯的特性，就是空氣的粘性。而這種層與層之間的作用力就是空氣的粘性力（也叫空氣的內(nèi)摩擦力），用下列公式表示：F＝μ·Δv/ΔY·Sμ為粘性系數(shù)，氣體的粘性系數(shù)隨溫度的升高而增大，液體的粘性系數(shù)隨溫度的升高而降低，沒(méi)有粘性的流體被稱(chēng)為理想流體；Δv/ΔY為速度梯度，S為接觸面積。2、空氣的壓縮性一定質(zhì)量的空氣，當(dāng)壓力或溫度改變時(shí)，引起空氣密度變化的性質(zhì)，叫做空氣的壓縮性。影